TWI605851B - 頭骨固定式光刺激模組 - Google Patents

Description

頭骨固定式光刺激模組

本發明係關於一種光刺激模組，特別是關於一種頭骨固定式光刺激模組。

癲癇是一種造成一廣泛範圍疾病的慢性神經性障礙，而且癲癇為症狀為反復無緣無故發作的神經病症，這些發作是由腦中異常的、過度的或同步的神經元活動引起的瞬時病徵和/或症狀。不應將癲癇理解為單一病症，而應理解為具有差異極大的多種症狀，亦即涉及腦中發作異常電活動的一種綜合症。

癲癇是最常見的嚴重神經障礙之一，通常需要長期治療，在臨床上有許多治療癲癇的方法，例如藥物治療、切除手術以及電刺激術。然而，光刺激(optogenetic stimulation)技術是近年治療癲癇的新方法，其中光刺激技術可利用光波使具感光蛋白的神經元興奮或抑制。因此，光刺激能夠專一控制特定的神經元而不會影響週遭的神經元，且相較於電刺激副作用也較小，此外，光刺激也有助於探索抑制癲癇的機制。然而，如何穿過頭骨對大腦的神經元進行有效率的光刺激或如何方便且頻繁的進行光刺激治療，即成為一目前必需解決的技術問題。

故，有必要提供改良的一種頭骨固定式光刺激模組，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種頭骨固定式光刺激模組，其光刺激元件及蓋體可快速且方便的安裝於套筒或自套筒上卸下，因而能夠縮短作業時間，並提升作業效率。

為達上述之目的，本發明提供一種頭骨固定式光刺激模組，該頭骨固定式光刺激模組包含一套筒、一光刺激元件及一蓋體；該套筒配置用以固定在一動物體之一頭骨之一鑽孔內，且該套筒具有一小孔徑部、一大孔徑部及一內凸緣，其中該小孔徑部及該大孔徑部相連通，且該內凸緣設置在該小孔徑部及該大孔徑部之間；該光刺激元件具有一組合部、一延伸部、一通道及一發光體，該組合部用以可拆卸式的組合在該大孔徑部；該延伸部自該組合部延伸且伸入該小孔徑部，該通道貫穿該組合部及該延伸部，該發光體設置在該延伸部上；該蓋體用以與該大孔徑部相組合，且覆蓋在該組合部上。

在本發明之一實施例中，該發光體包含一發光二極體或一螺旋狀發光條。

在本發明之一實施例中，該發光體另覆蓋一生物相容性矽膠層。

在本發明之一實施例中，該光刺激元件另包含一固定座，設置在該通道中，用以固定該發光體。

在本發明之一實施例中，該光刺激元件另具有一密封槽及二導電端，該密封槽形成在該組合部的一頂面上，該等導電端設置在該密封槽中，用以電性連接該發光體。

在本發明之一實施例中，該蓋體具有一頂面及至少一凹陷部，該凹陷部形成在該頂面上。

在本發明之一實施例中，該頭骨固定式光刺激模組另包含一彈性環，用以組合在該內凸緣及該組合部之間。

在本發明之一實施例中，該蓋體、該光刺激元件的組合部及延伸部是由鈦或鈦合金製成。

在本發明之一實施例中，該組合部形成有一第一外螺紋部；及該大孔徑部形成有一內螺紋部，該內螺紋部用以與該第一外螺紋部相螺合。

在本發明之一實施例中，該蓋體形成有一第二外螺紋部，該內螺紋部用以與該第二外螺紋部相螺合。

如上所述，本發明利用將該套筒安裝在該頭骨的鑽孔中，使該針筒隨時可通過該通道及該小孔徑部對該頭骨內的特定區域實施注射內含感光基因的載體，接著再利用該發光體該特定區域實施光刺激，使該特定區域產生反應，不僅使該光刺激元件及該蓋體可快速且方便的安裝於該套筒或自該套筒上拆卸下，而且能夠縮短注射及光刺激的時間，故確實有利於提升作業效率。

100‧‧‧頭骨固定式光刺激模組

101‧‧‧頭骨

102‧‧‧鑽孔

103‧‧‧針筒

2‧‧‧套筒

21‧‧‧小孔徑部

22‧‧‧大孔徑部

23‧‧‧內凸緣

3‧‧‧光刺激元件

31‧‧‧組合部

32‧‧‧延伸部

33‧‧‧通道

34‧‧‧發光體

35‧‧‧密封槽

36‧‧‧導電端

37‧‧‧固定座

4‧‧‧蓋體

41‧‧‧頂面

42‧‧‧凹陷部

5‧‧‧彈性環

第1圖是本發明頭骨固定式光刺激模組的第一較佳實施例的一立體分解圖；第2圖是本發明頭骨固定式光刺激模組的第一較佳實施例的一組合剖視圖；第3圖是本發明頭骨固定式光刺激模組的第一較佳實施例的一使用示意剖視圖；第4圖是本發明頭骨固定式光刺激模組的第二較佳實施例的一立體分解圖；第5圖是本發明頭骨固定式光刺激模組的第二較佳實施例的光刺激元件一上視圖；第6圖是本發明頭骨固定式光刺激模組的第二較佳實施例的一組合剖視圖；及第7圖是本發明頭骨固定式光刺激模組的第二較佳實施例的一使用示意剖視圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1及2圖所示，為本發明之頭骨固定式光刺激模組100的一第一較佳實施例，適用於安裝在一動物體之一頭骨101上，其中該頭骨固定式光刺激模組100包含一套筒2、一光刺激元件3、一蓋體4及一彈性環5。本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

續參照第1及2圖所示，該套筒2被配置用以固定在該頭骨101之一鑽孔102內，而且該套筒2具有一小孔徑部21、一大孔徑部22及一內凸緣23；如第2圖所示，該小孔徑部21被設置用以容置該光刺激元件3、蓋體4及彈性環5，其中該小孔徑部21及該大孔徑部22相連通，而且該內凸緣23設置在該小孔徑部21及該大孔徑部22之間。

續參照第1及2圖所示，該光刺激元件3具有一組合部31、一延伸部32、一通道33、一發光體34、一密封槽35及二導電端36；其中該組合部31被設置用以可拆卸式的組合在該大孔徑部22中，該延伸部32是自該組合部31的一底面向下延伸且伸入該小孔徑部21中，該通道33沿著該組合部31的一幾何中心貫穿該組合部31及該延伸部32，該發光體34設置在該延伸部32的一底面，且電性連接該等導電端36，該密封槽35形成在該組合部31的一頂面上，該等導電端36設置在該密封槽35中，用以電性連接該發光體34。在本實施例中，該發光體34為一螺旋狀發光條(例如一小段光纖)，而且該發光體34覆蓋一生物相容性矽膠層。

請參照第1及3圖所示，在本實施例中，該組合部31形成有一第一外螺紋部，該大孔徑部22形成有一內螺紋部，其中該大孔徑部22的 內螺紋部被設置用以與該組合部31的第一外螺紋部相螺合，而且該蓋體4、該光刺激元件3的組合部31及延伸部32是由鈦或鈦合金製成。

請參照第1及2圖所示，該蓋體4被設置用以與該套筒2的大孔徑部22相組合，而且覆蓋在該組合部31上並位於該密封槽35中，其中該蓋體4具有一頂面41及多個凹陷部42，該等凹陷部42等距間隔被設置在該頂面41上。在本實施例中，該蓋體4形成有一第二外螺紋部，該大孔徑部22的內螺紋部用以與該蓋體4的第二外螺紋部相螺合，使該蓋體4封閉該密封槽35及該通道33。

請參照第1、2及3圖所示，該彈性環5被設置用以組合在該套筒2的內凸緣23及該組合部31的延伸部32之間。在本實施例中，該彈性環5為生物相容性矽膠，用以防止該通道33的液體漏出。

依據上述的結構，如第2圖所示，將該套筒2安裝在該頭骨101的鑽孔102中，用以將該光刺激元件3及蓋體4依序螺合固定在該套筒2的大孔徑部22中，且該蓋體4是覆蓋在該光刺激元件3的組合部31上；如第3圖所示，其中可利用一工具從該等凹陷部42鬆開該蓋體4，並將該蓋體4自該套筒2的大孔徑部22卸下，此時可利用一針筒103穿過該通道33及該小孔徑部21對該頭骨101內的一特定區域(未繪示)實施注射內含感光基因的載體，接著再利用位於該小孔徑部21中的發光體34(螺旋狀發光條)對該特定區域實施光刺激，其中光刺激是利用高頻刺激(High frequency stimulation,HFS)的光波或低頻刺激(Low frequency stimulation,LFS)的光波照射該特定區域，使該特定區域產生反應；最後，再將該蓋體4螺合在該大孔徑部22上，使該蓋體4封閉該密封槽35及該通道33。

藉由上述的設計，利用將該套筒2安裝在該頭骨101的鑽孔102中，使該針筒103隨時可通過該通道33及該小孔徑部21對該頭骨101內的特定區域實施注射內含感光基因的載體，接著再利用該發光體34該特定區域實施光刺激，使該特定區域產生反應，不僅使該光刺激元件3及該蓋體4可快速且方便的安裝於該套筒2或自該套筒2上拆卸下，而且能夠縮短注射及光刺激的時間，故確實有利於提升作業效率。另外，該光刺激元件3的光刺激能夠專一控制該特定區域的神經元而不會影響週遭的神經元，而且相較於現有技術的電刺激的副作用也較小。

請參照第4及5圖所示，本發明之頭骨固定式光刺激模組100的一第二較佳實施例，並大致沿用相同元件名稱及圖號，但兩者間差異之特徵在於：該發光體34為一發光二極體(LED)之封裝構造，而且該光刺激元件3另包含一固定座37，設置在該通道33中，用以固定該發光體34，使該發光體34位於該通道33的一端。

依據上述的結構，如第6圖所示，將該套筒2安裝在該頭骨101的鑽孔102中，用以將該光刺激元件3及蓋體4依序螺合固定在該套筒2的大孔徑部22中，且該蓋體4是覆蓋在該光刺激元件3的組合部31上；如第7圖所示，其中可利用一工具從該等凹陷部42鬆開該蓋體4，並將該蓋體4自該套筒2的大孔徑部22卸下，此時可利用一針筒103穿過該通道33及該小孔徑部21對該頭骨101內的一特定區域(未繪示)實施注射內含感光基因的載體，接著再利用位於該小孔徑部21中的發光體34(發光二極體之封裝構造)對該特定區域實施光刺激；最後，再將該蓋體4螺合在該大孔徑部22上，使該蓋體4封閉該密封槽35及該通道33。

如上所述，利用將該套筒2安裝在該頭骨101的鑽孔102中，使該針筒103隨時可通過該通道33及該小孔徑部21對該頭骨101內的特定區域實施注射，接著再利用該發光體34該特定區域實施光刺激，使該特定區域產生反應，不僅使該光刺激元件3及該蓋體4可快速且方便的安裝於該套筒2或自該套筒2上拆卸下，而且能夠縮短注射及光刺激的時間，故確實有利於提升作業效率。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧頭骨固定式光刺激模組

2‧‧‧套筒

21‧‧‧小孔徑部

22‧‧‧大孔徑部

23‧‧‧內凸緣

3‧‧‧光刺激元件

31‧‧‧組合部

32‧‧‧延伸部

33‧‧‧通道

34‧‧‧發光體

35‧‧‧密封槽

36‧‧‧導電端

4‧‧‧蓋體

41‧‧‧頂面

42‧‧‧凹陷部

5‧‧‧彈性環

Claims (9)

1. 一種頭骨固定式光刺激模組，包含：一套筒，配置用以固定在一動物體之一頭骨之一鑽孔內，且該套筒具有一小孔徑部、一大孔徑部及一內凸緣，其中該小孔徑部及該大孔徑部相連通，且該內凸緣設置在該小孔徑部及該大孔徑部之間；一光刺激元件，具有：一組合部，用以可拆卸式的組合在該大孔徑部；一延伸部，自該組合部延伸且伸入該小孔徑部；一通道，貫穿該組合部及該延伸部；及一發光體，設置在該延伸部上，且該發光體另覆蓋一生物相容性矽膠層；及一蓋體，用以與該大孔徑部相組合，且覆蓋在該組合部上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之頭骨固定式光刺激模組，其中該發光體包含一發光二極體或一螺旋狀發光條。
3. 如申請專利範圍第1項所述之頭骨固定式光刺激模組，其中該光刺激元件另包含一固定座，設置在該通道中，用以固定該發光體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之頭骨固定式光刺激模組，其中該光刺激元件另具有一密封槽及二導電端，該密封槽形成在該組合部的一頂面上，該等導電端設置在該密封槽中，用以電性連接該發光體。
5. 如申請專利範圍第1項所述之頭骨固定式光刺激模組，其中該蓋體具有一頂面及至少一凹陷部，該凹陷部形成在該頂面上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之頭骨固定式光刺激模組，另包含一彈性環，用以組合在該內凸緣及該組合部之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述之頭骨固定式光刺激模組，其中該蓋體、該光刺激元件的組合部及延伸部是由鈦或鈦合金製成。
8. 如申請專利範圍第1項所述之頭骨固定式光刺激模組，其中該組合部形成有一第一外螺紋部；及該大孔徑部形成有一內螺紋部，該內螺紋部用以與該第一外螺紋部相螺合。
9. 如申請專利範圍第8項所述之頭骨固定式光刺激模組，其中該蓋體形成有一第二外螺紋部，該內螺紋部用以與該第二外螺紋部相螺合。